Universum

Universum

Sõna „universum“ tähendab kogu maailmaruumi ning kõike, mis selle sees on: Maa, tähed, galaktikad jne. Aga kui suur on kogu universum? Sellele küsimusele me kahjuks vastust ei saa, sest näeme universumist ainult osa. Seda seletatakse täpsemalt nii: meie maailmas on kiiruspiirang (valguskiirus) ning meie universum paisub nii, et teatud kaugusest edasi (vaadeldav universum) pikeneb paisumise tõttu vahemaa kiiremini kui valgus liigub. Kujuta näiteks ette, et kaks autot sõidavad üksteisest eemale ning ühe auto inimesed üritavad teises autos sõitjatele kirjatuviga kirja saata. Aga kuna tuvi liigub aeglasemalt kui auto, ei jõua kiri kunagi kohale. Aga kurb pole vaja olla, sest see osa universumist, mida me näeme, on juba iseenesest hoomamatult suur ja avastamist jagub.

Ajas tagasi vaatamine

Kui vaatame midagi, siis näeme seda sellepärast, et vaadeldavalt asjalt tulnud valgus jõudis meie silma. Ja kuigi valgus liigub tohutult kiiresti (300 000 kilomeetrit sekundis), kulub tal liikumiseks siiski aega. Tavaelus on see aeg nii lühike, et me ei pane seda tähele. Mida kaugemal asuvaid asju me aga vaatame, seda kauem on kulunud valgusel meieni jõudmiseks aega ning seetõttu vaatame justkui ajas tagasi. Kusjuures kõige kaugem galaktika, mis seni on leitud, on nii kaugel, et valgusel kulus sealt meieni jõudmiseks umbes 13,4 miljardit aastat, ning universum ise (sellisena, nagu teda teame) on 13,7 miljardit aastat vana. Seega oleme vaadanud üpris lähedale universumi algusele. Aga just saadeti
kosmosesse uus teleskoop, mida planeeriti ja ehitati kümneid aastaid ning mille abil loodetakse vaadata veelgi kaugemale minevikku. Loodetavasti toob see James Webbi nimeline teleskoop sarnaseid murranguid nagu eelmine kosmosesse saadetud superteleskoop Hubble, millega muuseas avastati, et isegi „mustad kohad“ meie taevas on
täietud galaktikate ja galaktikaparvedega, kui piisavalt kaugele vaadata.

Valguse venimine

James Webbi teleskoop on eriline, kuna see on mõeldud just ajas kaugele tagasi vaatamiseks. Miks on selleks vaja erilist teleskoopi? Alustame sellest, et valgust saab kirjeldada nagu lainet ning eri värvi valgused on erineva lainepikkusega. Lilla valgus on väga lühikeste lainetega ja punane pikematega. Inimesed näevad ainult üht osa valgusest, mida kutsutakse nähtavaks valguseks. Valgust, mille lainepikkus on nähtavast valgusest lühem, nimetatakse ultravioletiks, ja valgust, mille lainepikkus on pikem, kutsutakse infrapunaks. James Webbi teleskoop on mõeldud vaatama just infrapunavalgust, kuna valgus muutub liikumise jooksul järjest punasemaks. Punaseks muutub ta aga sellepärast, et „venib välja“, kui tuleb meieni läbi paisuva universumi. Kas oled kunagi kuulnud näiteks kiirabi- või politseiautot endast mööda sõitmas? Kui auto sõidab sinu poole, on heli kõrgem, kuna helilained on kokku surutud, aga pärast möödumist venivad lained välja ning heli on madalam.

Kui suur siis täpselt?

Vaadeldava universumi läbimõõt on umbes 880 000 000 000 000 000 000 000 kilomeetrit. Pole väga head viisi, kuidas seda numbrit hoomatavaks teha, aga proovime ikka. Sarnaselt sellega, kuidas maakera kujutatakse gloobusena, proovime luua kujuteldava mudeli Universumist. Aga selleks, et meie Päikesesüsteem oleks seal üldse nähtav, peaks see mudel ulatuma maakeralt Kuule. Isegi nii suurel mudelil oleks meie Päikesesüsteem vaevu nähtav – umbes juuksekarvapaksune. Linnutee (meie galaktika) oleks sellel umbes 400 m läbimõõduga. See on väga suur, kui võrrelda seda juuksekarvaga, kuid väga väike, võrreldes kaugusega, mis on Maalt Kuuni (384 000 kilomeetrit).

Universumi osad

Meie elame Maal, mis on planeet. Planeedid tiirlevad ümber tähtede (meie puhul Päike). Tähed omakorda on tavaliselt osa galaktikast ning tiirlevad ümber hiiglasliku musta augu galaktika keskel. Galaktikad on juba tohutult palju suuremad kui tähesüsteemid oma planeetidega. Kui planeete on tähe ümber umbes kümme (kuigi ega me täpselt tea), siis galaktikates on tähti vahemikus sajast miljonist (100 000 000) mitmesaja triljonini (100 000 000 000 000). Meie enda Linnutee galaktikas on umbes 100‒400 miljardit (100 000 000 000) tähte. Galaktikad omakorda koonduvad parvedesse ja parved kosmilisteks filamentideks ning kokku moodustavad nad kosmilise võrgustiku, mis meenutab natuke kärge. Kogu universum pole ühtlaselt galaktikate ja tähtedega täidetud: mõned osad on tihedalt galaktikaid täis ja teised on üpris tühjad. Ja kui palju on neid galaktikaid meie nähtavas universumis? Umbes 2 triljonit ehk 2 000 000 000 000. Neid arve on proovitud meie olemasolevate teadmiste järgi võimalikult hästi kokku panna ning on leitud, et nähtavas
universumis on umbes 21,600,000,000,000,000,000,000,000 planeeti. Kuna see number on tohutult suur, arvab enamik füüsikutest, et kuskil meie nähtavas universumis on veel elu, sest tõenäosus, et elu tekib ainult ühel kõigist nendest planeetidest, on väike.